مدل سازی و شبیه سازی راکتور بستر ثابت تولید اتیل بنزن از اتانول با استفاده از متلب

Modeling and Simulation a Catalytic Fixed Bed Reactor to Produce Ethyl Benzene from Ethanol

در این قسمت پروژه با موضوع مدل سازی و شبیه سازی راکتور بستر ثابت تولید اتیل بنزن از اتانول با استفاده از متلب به صورت فایل word، Matlab و PDF مقاله شامل معادلات برای دانلود ارائه شده است. 

قسمتی از متن پروژه در زیر نشان داده شده است.

مقدمه

در سال ۱۹۸۵ شرکت آمریکایی UOP یک فرایند جدید برای آلکال کردن بنزن با گاز اتیلن در حضور کلرید آلومینیوم تولید کرد که محصول اصلی آن اتیل بنزن است که ماده خام مونومر استایرن است. با این حال، در کشورهایی که دسترسی به منابع گاز ندارند، آلکال کردن بنزن با اتانول استفاده می شود. اتیل بنزن مایع بی رنگ است که دارای بوی بنزینی است و غلظت آستانه آن ۲٫۳ قسمت در میلیون (ppm) در هوا است. مقدار اتیل بنزن در نفت خام بسیار کم است و در ساخت و ساز های دیگر مانند دی اتیل بنزن، سلولز استات و غیره علاوه بر تولید استایرن نیز استفاده می شود.

فرآیند آلکال کردن بنزن با اتیلن بر روی کاتالیزور توسط Friedel-Krafts یک راه تجاری برای تولید اتیل بنزن است که بیش از نود درصد از اتیل بنزن تولیدی را تامین می کند. با این وجود با استفاده از این کاتالیزور مشکلات بسیاری از جمله بارگیری آنها در داخل راکتور، ایمنی، زباله و خوردگی وجود دارد. تلاشهای اخیر برای استفاده از فرآیندهای کاتالیزوری سازگار با محیط زیست بسیار زیاد بوده است.

انواع کاتالیزورهای مبتنی بر زئولیت برای این منظور استفاده می شوند. در حال حاضر آلکالیزاسیون بنزن در فاز بخار با اتانول در کاتالیزور ZSM-5 انجام شده است که فرایند شناخته شده Mobil-Badger است. این فرآیند برای تولید اتیل بنزن در مقیاس تجاری استفاده می شود. مزایای بسیاری از استفاده مستقیم از اتانول وجود دارد. یک مزیت این است که کاتالیست زمانی که الکل به جای اولفین استفاده می شود، فعالیت طولانی دارد و دیگر این که استفاده از اتانول به جای اتیلن برای کشورهایی که اتانول را از طریق فرآیندهای بیولوژیکی تولید می کنند، ارزان تر است.

مطالعات زیادی برای مقایسه واکنش های آلکیلاسیون زئولیت ZSM و زئولیت X انجام شده است. بسیاری از محققان واکنش های آلکیل سازی معطر را بر اساس نوع X زئولیت ها انجام داده اند. واکنش آلکالیزاسیون بنزن با ۱-decen و فرآیند trans alkylation دی آلکیل بنزن با کاتالیزور AlCl3 انجام شده است، طبق گزارش، واکنش آلکیلینگ با این روش دو بار سریعتر از واکنش آلکیلینگ ترانس است.

مدل سازی برای به دست آوردن یک رابطه ریاضی است که می تواند تقریبا عملکرد فرآیند را در شرایط مختلف پیش بینی کند. در این مطالعه، مدل سینتیکی به دست آمده از آزمایشات U. S. Ridvi و همکاران. برای آلکالیزاسیون بنزن با اتانول با یک مدل شبه همگن یک بعدی برای یک رآکتور بستر ثابت استفاده می شود. سپس معادلات به دست آمده با روش های عددی حل می شوند.

معادله سینتیکی واکنش

واکنش اکسیداسیون اتیل بنزن با اتانول بر اساس رابطه زیر انجام می شود:

آزمایش واکنش کاتالیستی برای به دست آوردن مدل سینتیکی در یک رآکتور بستر ثابت و سیلندر فولادی ضد زنگ با قطر داخلی ۲٫۵ سانتی متر و طول ۳۳ سانتی متر انجام شده است. به طور آزمایشی مشاهده شد که اتیل بنزن تنها محصول مهم است. YE، YB و YEB به ترتیب تعداد مول اتانول، بنزن و اتیل بنزن هستند. ۱ مول از محصول حاوی YB مول بنزن، YE مول از اتانول و YEB مول از اتیل بنزن است. از این رو مقدار بنزن تبدیل شده توسط آلکیل کردن YEB مول است.

کاربر گرامی، بلافاصله پس از خرید این پروژه، لینک دانلود آن برای شما فعال می شود. لینک دانلود پروژه به ایمیل شما هم ارسال می شود و با یک کلیک می توانید پروژه خود را دانلود نمایید.